CN108263276B - 一种低能见度条件下车用安全警示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低能见度条件下车用安全警示系统，包括能见度探测器A、灯光探测器B和警示器C等三个模块，所述模块A主要包括CCD摄像头和红外探测器，用于获取车辆周边的能见度信息；模块B包括聚光透镜和光电池，获取对向来车的前照灯光信息，用于判断对向来车的行驶状态及与本车的相对位置信息；模块C根据模块A和模块B所探测到的信息，发出警示信号，提醒驾驶员注意行车安全。本发明提供了一种在低能见度交通环境下能够发挥积极作用，具有较强实用性和灵活性、高效稳定的交通安全解决方案，不仅有利于提升低能见度条件下车辆的主动安全性能，而且能够通过向周边车辆发出预警信号来有效降低车辆间发生碰撞的风险。

Description

一种低能见度条件下车用安全警示系统
技术领域
本发明涉及一种不良天气条件下感知车辆所处交通环境并进行防碰撞预警的方法，特别是关于低能见度条件下车载式安全警示系统。
背景技术
不良天气条件下发生道路交通事故所造成的人员伤亡和事故损失十分巨大，车辆行驶过程中所获得的气象信息主要来自于天气预报，而天气预报是通过对气象卫星所获的卫星云图和天气图进行分析，并综合地面观测站所获的气象、地形和季节参数后作出的，对局部路段可能发生的短时对流天气，预报结果的准确性难以满足交通安全的需要。如何使驾驶员获取实时、准确的交通气象信息，建立一种能够根据气象信息、车辆行驶状态、周边交通环境状况来进行主动安全预警的系统是目前尚未解决的问题。在雨、雾等典型不良天气条件下，能见度会变差，行驶环境恶劣，对驾驶员提出了更高的要求，如果能够获取准确的预警信息并传递给更多车辆的驾驶员，将有助于提高交通系统的整体安全性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种低能见度条件下车用安全警示系统，该系统能够自动获得低能见度信息、周边车辆行驶状态信息，并做出预警判断、采取预警措施，使驾驶员具有足够的反应时间来进行避险操作，从而预防交通事故的发生。
本发明提供的一种低能见度条件下车用安全警示系统包括能见度探测器A、灯光探测器B和警示器C等三个模块。
模块A：能见度探测器模块
能见度探测器模块主要包括CCD摄像头和红外探测器，采用CCD摄像头获取前车图像信息，采用红外探测器获取车间距信息，通过图像清晰度比对模型得到车辆周边的能见度信息；
模块B：灯光探测器模块
灯光探测器模块包括聚光透镜和光电池，获取对向来车前照灯的发光强度和光轴偏移角信息，判断对向来车的行驶状态及与本车的相对位置信息；
模块C：警示器模块
模块A和模块B所探测到的信息输入控制器后，由控制器判断低能见度条件下车辆的安全态势，根据紧急程度向车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条发出警示信息，车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条同时报警，提醒驾驶员注意行车安全；
所述模块A包括以下步骤：
步骤A1：CCD摄像头采集前车图像信息，分割关键识别点；
步骤A2：红外线探测器探测车间距信息；
步骤A3：将同时采集的前车图像信息和车间距信息输入图像清晰度对比模型，根据前车关键识别点图像模糊程度得到能见度信息；
所述模块B包括以下步骤：
步骤B1：灯光探测器捕捉对向来车前照灯灯光，光束通过聚光透镜照射到光电池上；
步骤B2：根据四块光电池的受光量，获得发光强度和光轴偏移角度信息；
步骤B3：判断对向来车与本车的相对位置及加减速、运动轨迹等行驶状态信息；
所述模块C包括以下步骤：
步骤C1：接受控制器传递来的信息；
步骤C2：如果存在事故风险，则向车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条发出警示信息；
步骤C3：车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条同时报警。
本发明运用车载传感器主动探测道路交通环境及周边车辆行驶状态信息，解决了低能见度恶劣天气条件下车辆安全辅助驾驶系统存在的关键问题，与现有技术相比较，其具有以下优点：
（1）能够实时感知车辆所处交通微环境的气象信息，提高了预警系统输入信息的全面性、准确性；
（2）能够检测到对向来车的行驶状态信息，提高了预警系统的针对性、有效性；
（3）安全警示系统安装方便、位置可调，不仅向安装有该系统车辆的驾驶员发出预警信息，同时向周边车辆驾驶员也发出预警信息，增强了交通系统的整体安全性。
附图说明：
图1是低能见度条件下车用安全警示系统工作流程图
图2是低能见度条件下车用安全警示系统工作示意图
图中：1、CCD摄像头；2、红外探测器；3、灯光探测器模块；4、磁性发光警示条
具体实施方式：
下面结合附图，对本发明的较佳实施例进行详细的描述与说明。
如图1、图2所示，本发明提供了一种低能见度条件下车用安全警示系统，所述方法包括能见度探测器A、灯光探测器B和警示器C等三个模块。
模块A：能见度探测器模块
能见度探测器模块由CCD摄像头1和红外探测器2共同组成，安装在车辆正前方。CCD摄像头1用于获取前车图像信息，为了保证所采集图像的清晰度，应选择影像像素在38万以上的高分辨率型CCD；靶面尺寸可以选择1/2英寸，即宽6.4mm×高4.8mm；扫描制式选择常规隔行扫描（PLA）制式；电源选择12VDC或者9VDC均比较方便；考虑适应低能见度环境，照度一般要求在0.1LUX以下为宜。采用红外探测器2获取车间距信息。系统所获得的能见度信息和车间距信息通过图像清晰度比对模型得到能见度信息，数据处理过程由嵌入式微机系统来完成，这主要是考虑到嵌入式微处理器对实时和多任务具有很强的支持能力、具有很强的存储区保护功能、可扩展的处理器结构、功耗极低等特点。
模块A主要用于识别车辆所处位置的实时能见度信息，该信息将作为输入量之一被传输到控制器中，由控制器做出判断并传递给模块C。
模块B：灯光探测器模块
本发明所设计的灯光探测器模块3包括聚光透镜和光电池，通过调整灯光探测器角度，使其能够获取对向来车前照灯所发出的光束，光束首先经过聚光透镜，并照射在光电池组上，根据光能转变成电能的大小和比例，测量出前照灯的发光强度和光轴偏移角信息，根据上述指标的量值及其变化量，由该模块的ECU判断出对向来车的行驶状态及与本车的相对位置，该信息将作为另一输入量被传输到控制器中，由控制器做出判断并传递给模块C。
模块C：警示器模块
模块A所探测到的能见度信息和模块B所探测到的对向来车位置和行驶状态信息分别输入控制器中，由控制器对低能见度条件下车辆的安全态势做出判断，并根据紧急程度向警示器模块发出信号。警示信号包括车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条4，车内声光报警器主要用于提醒本车驾驶员注意行车安全，磁性发光警示条4用于提醒周边车辆驾驶员注意行车安全。发光警示条4采用磁性吸附式，通过红外接收器接收控制器发送的红外控制信号，能够根据需要方便的布设在车身任意位置，采用内置可充电电池供电。
所述模块A包括以下步骤：
步骤A1：CCD摄像头1采集前车图像信息，分割关键识别点。CCD摄像头1采集到前车的图像信息后，将车辆牌照信息、车身轮廓信息做为关键识别点，这些识别点将被存入计算机中。
步骤A2：红外线探测器2探测车间距信息。
步骤A3：将采集的前车图像信息和车间距信息同时输入图像清晰度比对模型，由于能见度的影响，关键识别点的图像信息会比晴朗天气条件下的图像信息模糊，清晰度比对模型将根据前车关键识别点图像模糊程度做出周边能见度的判断。
所述模块B包括以下步骤：
步骤B1：当对向来车驶过来时，其前照灯灯光会照射在灯光探测器3上，光束经聚光透镜汇聚后进入光接收箱，照射到光电池上；
步骤B2：光电池一共有四块，呈对称分布，根据四块光电池的受光量，检测出发光强度和光轴偏移角度信息；
步骤B3：通过计算机对上述发光强度和光轴偏移角度量值及其变化量的判断，得到对向来车与本车的相对位置及其加减速、运动轨迹等行驶状态信息；
模块A和模块B所得出的信息分别输入控制器中，由控制器对低能见度条件下车辆的安全态势做出判断，并根据紧急程度向警示器模块C发出信号。
所述模块C包括以下步骤：
步骤C1：接受控制器传递来的信息；
步骤C2：如果存在事故风险，则向车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条4发出警示信息；
步骤C3：车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条4同时报警。
应当理解的是，对本领域的专业技术人员而言，能够根据上述说明加以改进或变换，如对摄像机所获视频信息的处理方式、关键识别点的选择，图像清晰度比对模型等算法的简单变化等，而所有这些改进和变换都不应排除在本发明所附权利要求的保护范围之外。

Claims (1)

1.一种低能见度条件下车用安全警示系统，其特征在于：
所述低能见度条件下车用安全警示系统包括能见度探测器A、灯光探测器B和警示器C三个模块：
模块A：能见度探测器模块
能见度探测器模块包括CCD摄像头和红外探测器，采用CCD摄像头获取前车图像信息，采用红外探测器获取车间距信息，通过图像清晰度比对模型得到车辆周边的能见度信息；
模块B：灯光探测器模块
灯光探测器模块包括聚光透镜和光电池，获取对向来车前照灯的发光强度和光轴偏移角信息，判断对向来车的行驶状态及与本车的相对位置信息；
模块C：警示器模块
模块A和模块B所探测到的信息输入控制器中，由控制器判断低能见度条件下车辆的安全态势，并根据判断结果向警示器模块发出信号，由警示器模块发出警示信息，警示信息包括车内声光报警器信息和车辆外部磁性发光警示条信息，提醒驾驶员注意行车安全；
所述模块A包括以下步骤：
步骤A1：CCD摄像头采集前车图像信息，分割关键识别点；
步骤A2：红外探测器探测车间距信息；
步骤A3：将同时采集的前车图像信息和车间距信息输入图像清晰度比对模型，根据前车关键识别点图像模糊程度得到能见度信息；
所述模块B包括以下步骤：
步骤B1：灯光探测器获取对向来车前照灯灯光，所述灯光的光束通过聚光透镜并照射到光电池上；
步骤B2：根据四块光电池的受光量，获得发光强度和光轴偏移角度信息；
步骤B3：判断对向来车与本车的相对位置及加减速、运动轨迹；
所述模块C包括以下步骤：
步骤C1：接受控制器传递来的信息；
步骤C2：如果存在事故风险，则向车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条发出警示信息；
步骤C3：车内声光报警器和车辆外部磁性发光警示条同时报警。
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